真空電子束熔煉爐電子槍偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、由于航天航空、原子能、自動(dòng)化等尖端科技的發(fā)展，高端材料的需求對(duì)冶煉設(shè)備提出了更高的要求。相對(duì)于其他的冶煉設(shè)備來(lái)說(shuō)，真空電子束熔煉爐可以提供更高能量密度的熱源，而且在冶煉過(guò)程中，真空環(huán)境有利于材料脫氣的順利進(jìn)行。進(jìn)而獲得高純度的金屬及合金。電子束熔煉爐的核心技術(shù)在于對(duì)電子束偏轉(zhuǎn)角度和束斑直徑的控制。而這些控制都是建立在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均勻分布基礎(chǔ)之上的。磁場(chǎng)分布的均勻性越好，電子束束斑直徑才能越小，這個(gè)也是本文的研究目的所在。
　　本文以2

2、50KW電子束熔煉爐為研究目標(biāo)。通過(guò)對(duì)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的分布理論、磁場(chǎng)的分布規(guī)律與線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系、均勻磁場(chǎng)的獲得理論以及電子束圖形掃描理論的研究，深刻理解了原偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，為下一步的仿真和分析奠定了基礎(chǔ)。
　　本文使用CST軟件對(duì)電子槍及其偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模、仿真、分析。通過(guò)模擬和分析線(xiàn)圈匝數(shù)、線(xiàn)圈中電流、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈形狀等參數(shù)與磁感線(xiàn)分布的關(guān)系可知:隨著偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈的張角系數(shù)的減小，磁感線(xiàn)分布的均勻性逐漸變好。二次聚焦線(xiàn)圈的焦距對(duì)電子束

3、的偏轉(zhuǎn)和束斑直徑也有影響。焦距越短，電子束束斑直徑越小，但電子束截面直徑變化也越劇烈;焦距越長(zhǎng)，束斑直徑相對(duì)較大，但電子束截面直徑變化很小。鞍形線(xiàn)圈中的電流的大小對(duì)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分布的均勻性也存在影響，但影響很小，可以忽略。通過(guò)上邊的模擬和仿真結(jié)果可以看出，線(xiàn)圈的偏轉(zhuǎn)角度和電子束束斑直徑與線(xiàn)圈的張角系數(shù)、二次聚焦線(xiàn)圈的焦距存在密切的關(guān)系，原偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)的電子束的偏轉(zhuǎn)角度為45°，二次聚焦的焦點(diǎn)在聚焦線(xiàn)圈的中間位置，通過(guò)上面的分析可以看出:為